Фонтанная арматура АФК2

Изначально фонтанная арматура АФК2 оборудована одной линией выкида, двумя коренными задвижками, трубная головка предназначена для подвески одной колонны насосно-компрессорных труб. Поэтому устьевое оборудование, независимо от комплектации и исполнения, пригодно только для скважин, рабочая среда которых не агрессивна или слабо агрессивна по отношению к конструкционным материалам фитингов, фланцевых и резьбовых соединений, корпусных деталей задвижек.

В базовой комплектации АФК2 собрана из трубной головки, адаптера, шести запорных устройств, одного дросселя, двух манометров, фланцевых и резьбовых соединений. По требованию заказчика в комплект устьевой арматуры может добавляться манифольд (4 стандартных варианта), трубная обвязка, лубрикаторный узел, БРС соединения, обратные клапаны и прочее оборудование.

Предназначена фонтанная арматура для низко- и среднедебитных скважин с низкой агрессивностью флюида и незначительным количеством песка, смол внутри него. Для устьевого давления 14 МПа могут использоваться шаровые краны, дисковые штуцерные и шиберные задвижки.

Расшифровка обозначения

Переводится условное обозначение арматуры фонтанной АФК2 следующим образом:

• АФ – комплект фонтанной арматуры из трубной обвязки и фонтанной елки для установки на устье газлифтных и фонтанных скважин;
• К – фиксация колонны насосно-компрессорных труб внутри планшайбы или фланцевой катушки;
• 2 – вторая схема фонтанной елки и первая схема трубной обвязки по нормативам стандарта ГОСТ 13846.

Обозначение неполное, так как далее в нем идет, как минимум две значимых группы индексов – DN и PN. Полная кодировка условного обозначения имеет вид:

• А, В, Д – автоматическое, дистанционное, комбинированное управление задвижками, ручной привод маховиком не указывается;
• 50 – 150 мм – номинальный размер стволового прохода;
• 50 – 100 мм – условный диаметр боковых патрубков фонтанной елки, указывается только при несовпадении с предыдущим размером;
• 14 – 140 МПа – рабочее давление скважины;
• К1 – К3 – коррозионное исполнение, не коррозионно-стойкое исполнение не указывается;
• У, О, ХЛ, УХЛ – климатическое исполнение;
• ГМ, М1 – М5 – особенности конструкции трубной головки, фонтанной елки.

Дополнительно в конце условного обозначения может цифрой указываться номер модернизации по внутризаводской документации. Расшифровка коррозионного исполнения выглядит следующим образом:

• К1 – меньше 6% CO₂;
• К2 – менее 6% H₂S и CO₂;
• К3 – содержание H₂S и CO₂ в пределах 25%;
• не коррозионностойкое – до 0,003% углекислоты и сероводорода.

Климатическое исполнение для умеренного климата У рассчитано на температурный диапазон внешней среды от -45°С до +40°С. Общеклиматический вариант О пригоден для -60°С … +50°С. температурный диапазон ХЛ и УХЛ совпадают – от -60°С до +40°С. Для открытого воздуха по регламенту ГОСТ 15150 указывается 1 категория размещения.

Особенности конструкции

В своей категории устьевого оборудования фонтанная арматура АФК2 обладает следующими конструктивными особенностями:

• вторая стандартная схема сборки фонтанной елки по нормативам ГОСТ 13846;
• первая схема сборки трубной обвязки по требованиям ГОСТ 13846;
• тройниковая схема сборки с одним тройником (короткая);
• одна выкидная линия на боковом отводе тройника;
• две коренных задвижки между адаптером трубной головки и тройником фонтанной елки;
• подвешивание НКТ колонны в адаптере или фланцевой катушке, закрепленной на верхнем фланце трубной головки;
• одна колонна насосно-компрессорных труб по центру стволового прохода;
• ручное управление, комбинированный, дистанционный, автоматический привод запорных устройств;
• средняя ремонтопригодность конструкции, но для замены тройника и задвижки придется останавливать скважину;
• при добыче газа и конденсата для давления 14 МПа можно использовать шаровые краны вместо задвижек.

С учетом этих особенностей вторая схема АФК считается пригодной для скважин с низкой и средней характеристикой дебита, малым содержанием абразива, сероводорода, смол и углекислоты во флюиде.

Характеристики

При использовании второй схемы елки фонтанная арматура АФК2 обладает следующими эксплуатационными свойствами:

• назначение – эксплуатация скважин с фонтанным или газлифтным способом добычи флюида;
• рабочая среда – газовый конденсат, нефть, газ природный;
• степень агрессивность рабочей среды – низкая, максимальное содержание сероводорода и углекислоты 0,003%, песка 0,5%
• содержание пластовой воды в рабочей среде – максимум 80%;
• температура флюида пластового– в пределах +120°С;
• схема елки фонтанной – 1 по ГОСТ 13846 – два главных запорных устройств, один тройник, одна выкидная линия;
• схема обвязки трубной – 1 по ГОСТ 13846 – одна крестовина для крепления одной колонны насосно-компрессорных труб;
• способ подвески НКТ – в адаптере или фланцевой катушке;
• тип управления запорной арматурой – дистанционный, ручной маховиками, автоматический, комбинированный;
• номинальный диаметр стволового прохода – 50 – 150 мм;
• условный диаметр боковых патрубков фонтанной елки – 50 – 100 мм;
• номинальный размер боковых отводов трубной головки – 50 мм, 65 мм;
• условный диаметр нижнего фланца трубной обвязки – 180 мм, 280 мм, 350 мм;
• номинальный размер верхнего фланца трубной головки – 180 мм, 230 мм, 380 мм;
• диаметр НКТ – 73 мм – 114 мм;
• диаметр обсадной колонны – в подвеске 140 мм, 176 мм, снаружи 219 мм, 245 мм;
• количество колонн НКТ – одна;
• рабочее давление скважины – 14 МПа – 140 МПа;
• класс материалов конструкционных корпусной группы – AA – FF по 6A API;
• уровень спецификации – PSL1 – PSL3G по 6A API, УТТ1 – УТТ3 по ГОСТ Р 51365;
• требования к характеристикам – уровень PR1 – PR2 по 6A API, УТР1 – УТР2 по ГОСТ Р 51365;
• климатическое исполнение – ХЛ, У, О и УХЛ для холодного, умеренного, общеклиматического, холодно-умеренного климата, соответственно;
• исполнение коррозионное – не коррозионно-стойкое, К1, К2, К3;
• тип запорных устройств – шаровые краны, шиберные/дисковые задвижки;
• ресурс оборудования – от 15 лет;
• период межремонтный– 8 лет;
• наработка на отказ – более 15 000 часов;
• тип присоединения арматуры – фланцевый, резьбовой, муфтовый.

Из-за последовательно установленных вертикально двух коренных задвижек увеличивается размер высоты АФК2. Поэтому используется двухуровневая рабочая площадка для обслуживания фонтанной арматуры на устье скважины.

Фонтанная елка

В своей конструкции арматура фонтанная АФК2 использует вторую типовую схему фонтанной елки, состоящую из следующих элементов:

• фланцевый тройник, расположенный вертикально;
• две центральных задвижки установлены последовательно друг за другом на нижнем фланце тройника;
• одна манифольдная задвижка крепится к боковому патрубку тройника, и соединяет его с линией выкида;
• на верхнем фланце тройника смонтирована буферная задвижка;
• устьевое давление измеряется манометром, установленным в буферной зоне;
• после манифольдной задвижки стоит регулируемый дроссель.

Таким образом, фонтанная елка обеспечивает постоянный мониторинг устьевого давления, перенаправляет поток нефти из центрального ствола в выкидную линию. Через лубрикаторный узел, крепящийся к буферному фланцу, в скважину спускают скребки для очистки лифтной колонны, прочие инструменты, оборудование. Дроссель позволяет менять характеристики потока и режимы добычи, соответственно.

Трубная обвязка

Нижняя часть фонтанной арматуры АФК2 называется обвязкой трубной, и состоит из следующих элементов:

• трубная головка – состоит из крестовины, крепится к верхней части колонной головки фланцевым способом, в клиновой подвеске или на резьбе;
• задвижки – монтируются на боковые патрубки крестовины;
• манометр – крепится на глухом фланце одной задвижки;
• адаптер – устанавливается на верхний фланец трубной головки, используется для удержания на весу колонны НКТ;
• клапаны – воздушные и нагнетательные, установлены в сквозные каналы нижнего фланца трубной головки.

Такая конструкция позволяет обеспечить герметичность устья скважины, и обеспечить мониторинг давления в межтрубном пространстве в режиме 24/7/365, то есть круглосуточно. К свободной боковой задвижке подключается трубопровод, по которому в скважину закачиваются технические жидкости для увеличения приемистости пласта.

Кроме того, на трубную головку монтируется фонтанная елка, а внутри ее адаптера, в сою очередь, подвешивается колонна насосно-компрессорных труб.

В первой схеме трубной обвязки использована одна крестовина и одна планшайба. Что позволяет подвесить только одну НКТ колонну. То есть, интервал межтрубного пространства здесь тоже один, снижается количество технологических трубопроводов на устье скважины.

Адаптер позволяет уменьшить диаметр верхнего фланца, чтобы при капремонте скважины можно было использовать компактный превентор. В трубодержатель можно установить обратный клапан, что позволит менять коренную задвижку под давлением.

Запорная и регулирующая арматура

Стандартным вариантом для фонтанной арматуры АФК2 считаются задвижки шиберные прямоточные полнопроходные с принудительной смазкой. Они могут иметь ручной, электрический, гидравлический привод. Отличаются высокой надежностью и ресурсом.

Корпусные детали либо выкованы, либо отлиты центробежным способом. Малый крутящий момент на шпинделе, возможность стравливания давления и нагнетатель смазки принудительной системы являются основными достоинствами шиберных задвижек.

Вторым вариантом запорной арматуры стали дисковые задвижки ЗД с поворотным шибером. Дополнительно шибер задвижек ЗДШ может оснащаться для ступенчатой регулировки расхода несколькими штуцерами быстросъемного типа. Для этой же цели в ЗМС задвижки устанавливаются шиберы с демпферными отверстиями.

Варианты исполнения

Для разных климатических и коррозионных условий фонтанная арматура АФК2 изготавливается из не одинаковых марок сталей:

• для не коррозионно-стойкого исполнения используются углеродистые и низколегированные стали;
• для варианта К1 применяются коррозионно-стойкие нержавеющие стали;
• для исполнения К2 выбираются жаропрочные, жаростойкие стали;
• К3 исполнение изготавливается из кислотостойких сталей;
• для холодных регионов и Арктики идет ХЛ исполнение арматуры из хладостойких и криогенных сталей.

Кроме нержавеек применяются стали/сплавы с особыми свойствами.

Комплектация

В базовой комплектации арматура фонтанная АФК2 содержит следующие детали, сборочные единицы и отдельные элементы:

• фланцевая или резьбовая крестовина трубной головки;
• адаптер подвески колонны НКТ;
• фланцевый тройник фонтанной елки;
• шесть задвижек или кранов (две коренных, буферная, манифольдная, линейная и затрубная);
• дроссель регулируемого типа;
• два манометра.

Манифольды и элементы трубной обвязки считаются элементами дополнительной комплектации АФК2, их нужно заказывать отдельно. Дополнительно в заказе можно указать тип присоединительной поверхности крестовины трубной головки, конструкцию штуцера, фланцевых, резьбовых соединений.